Городские отходы и их утилизация

Охрана городской среды от негативного влияния отходов (о.) является наиболее острой экологической проблемой. Первостепенной задачей в решении этой проблемы является удаление и переработка твердых бытовых отходов (ТБО) от населения. Источниками образования ТБО в городах являются: жилые многоэтажные и индивидуальные дома, хозяйственные учреждения, магазины, предприятия общественного питания, культурные заведения, коммунальные службы, учреждения (вузы и т. д).

ТБО содержат до 30% пищевых о. О. содержат до 68-80% орг-кой (горючей, биоразлагаемой) фракции. При разложении ТБО выделяются гнилостные запахи и образуется фильтрат. В среде ТБО наряду с сапрофитными развиваются патогенные микроорганизмы – возбудители гепатита, туберкулеза, дизентерии, аскаридоза, респираторных, аллергических, кожных и других заболеваний. Кроме патогенных микроорганизмов ТБО содержат яйца гельминтов (глистов).

Методами переработки о. являются: сортировка, биотехнологический и термический методы, захоронение на полигонах. Методы сортировки используются для механизированного извлечения отдельных составляющих ТБО. Они вкл. магнитную, электродинамическую, аэродинамическую сепарации. Магнитная сепарация примен. для извл. металлолома из черн. мет-в. Совр. технологии позв. извл. из о. до 90-95% всего чер. м-ла.

Метод электродинамической (электромагнитной) сепарации используется для извлечения цв. мет-в. Обычно этот вид металлолома состоит из 90% Al, остальное содержание представлено латунью и бронзой. Из ТБО извлекается до 80% цв. мет-в. Аэродинамический способ сепарации основан на переносе отдельных компонентов о. в потоке в-ха. С помощью аэросепарации выделяются макулатура, полимерная пленка и текстиль. Для удаления текстильных компонентов применяются захватывающие элементы – крючья, штыри вилкового типа.

Баллистический метод сепарации основан на различной упругости компонентов. Баллистический метод используется для извлечения стекла и других включений из о.

Метод переработки ТБО компос-нием. Продуктом переработки при аэробных условиях является компост. Переработка ТБО комп-ем может проходить в пром. и полевых условиях. На заводе процесс комп-ния осуществляется в биотермическом барабане. Недост. метода комп-я ТБО: в атм. воз-х выделяются вред. газы. Они содержат толуол, ксилол, бензол, ацетон, оксид углерода и др. токсич. в-ва. Компост содержит тяж. металлы.

К термическим методам обработки о. следует отнести сжигание и термическую обработку ТБО без доступа в-ха – пиролиз (п.). Мусоросжигание (м) при t⁰ около 1000⁰С проводят на м. заводах (МСЗ). Недост. метода м. явл.: трудность очистки газов выбрасываемых в атм. от вред. примесей, h (до 30% по массе) выход токсичных о. золы и шлака. М. без предварительной сортировки приводит к выбросам в атм. в-х ТВ-х и газообразных вред. в-в. Термическую обработку ТБО нагреванием без доступа воздуха проводят до 500-600⁰С (низко-t⁰ п.) и выше 1100⁰С (высокотt⁰ п.). При этом методе выброс газообразных продуктов в атм. резко снижается. При п. образуются продукты, которые могут найти применение в хоз. дея-ти: газообразное топливо, твердый углеродистый остаток и смола. К недостаткам установок п. отноc. малая произв-ть, несовершенная система очистки газообразных прод-в.

Наиболее распространенными сооружениями по обезвреживанию ТБО являются полигоны (п). Современные п. ТБО – это комплексные природоохранные сооружения, предназначенные для обезвреживания и захоронения о. П. должны обеспечивать защиту от загрязнения о. атм. в-ха, почвы, пов-ных и грунт. вод, препятствовать распространению насекомых и болезнетворных микроорганизмов.Складирование о. на п. остается пока осн. методом их обезвреживания.

25. Структура агроценозов. С/х-ное освоение сопровождается сведением естественной раст-ти. На месте пр. экосистем человек создал агросферу, осн. компонентами кот.: Агроландшафт - это ландш., на значительной части кот. естественная раст-ть заменена посевами и посадками с/х-ых культур (леса, луга, водные пространства - не менее 30% S, оптимум – 60% пр. ландш). Агроэкосистема – это террит. занятая производством с/х-й продукции, кот. включает все, что входит в состав хоз-ва, людей, которые живут и работают на этой террит. Основа агроэкосистемы - агроценоз. Агроценоз – это изъятый для с/х –ой эксплуатации фрагмент пр. экосистемы, структура и св-ва кот. определены набором и технологиями воздействия избираемых культур, а также сохранением в той или иной степени исходными биоценотическими связями. В агроценозах проявляются все признаки естест. биоценозов, если исходить из определения что биоценоз представляет собой совместную встречаемость организмов, способных обитать в данных условиях и образующих взаимосвязанные комплексы, основанные в первую очередь на пищевых отношениях.

Особ-ти агроэкосистем: экосистемные процессы регулирует человек; ее создает человек и структура определяется набором культур (чем сильнее признаки АЭС отличаются от ПЭС, на месте которой она создается, тем АЭС более неустойчива); человек проводит искусственный отбор культ. растений, который благоприятствует повышению урожая; территориальный ранг определен границами; солнечная и антропогенная энергия (все вводимые удобрения, пестициды, обрабатывающая с/х техника составляет 1-3% от солнечной Е); низкая замкнутость круговорота в-в (происходит безвозмездный отток с урожаем в-в, с животноводческой продукцией и в результате эрозии почв); главными консументами являются жители городов, а также насекомые-фитофаги, преобладают пастбищные пищевые цепи (цепи выедания); пищевые цепи короткие (2-3 звена); скор-ть круговорота в-в высокая (основная масса в-в обращается в течении года); хар-но небольшое видовое разнообразие, при высокой численности особей одного вида, фитофаги-вредители.

Важнейшей частью агроэкосистем явл. фитоценозы, играющие роль первичных накопителей энергии, т.е. продуцентов. На обрабатываемых землях фитоценозы называют АФЦ. К ним относ. все растит. сообщества, где применяют агротехнические мероприятия. Растит. покров АФЦ слаг. из одного, реже немногих видов культ. растений. Обычно это монодоминантные, односортные сообщества. В АФЦ также входят сегетальные (сорные) и рудеральные растения - произраст. в местах с периодическим нарушением почвенного покрова (по краям полей, садов и др.).

Чел. выполн. функцию подавления сорных видов, в рез-те чего культ. растен. становились неконкурентноспособными с сорняками. Общее число видов сорняков - тысячи, однако в любом районе опасных сорняков 20-30 видов. Это специализир. виды, которые вне пашни не встречаются, т.к. у них одинаковый уровень требований с культ. раст. В условиях постоянной борьбы человека с ними, у них выработался ряд приспособлений, чтобы остаться в составе АФЦ: высок. плодовитость, длит. сохранность семян в почве и разновременное их прорастание, интенсивное развитие в начале вегетационного сезона, высокая пластичность и вариабельность размеров растения в зависимости от условий, несовпадение фенологических ритмов с календарём проведения с/х работ, у многих корни уходят глубоко в почву, в популяциях многих сорняков быстро появл. формы, устойч. к гербецидам.

Из-за сорняков теряется 10% урожая в год, но полностью искоренять их нельзя. Т.к. вред от них ощутим, если они превышают экономич. порог вредности. Если осущ. защиту от сорняков до «порога», то затраты на их уничтожение будут больше прибавки урожая. Функции сорных растений: защита почвы от эрозии; способствуют обмену мин. элементами между приповерх. и более глубокими слоями почвы; созд. благоприятные условия для почв. беспозвоночных и микроорганизмов; некоторые отпугивают насекомых-вредителей; можно использовать в биоиндикации.

Необходимо создание режима более полного использования культ. раст. ресурсами агрофитоценозов (применение смешанных посевов, увеличен. доли озимых и кормовых многолетних трав, подавляющих сорняки (аллелопатия). Гербециды допустимы только в годы особо массового развития сорняков. Они должны быстро разрушаться и не загрязнять. Например: микогербециды для борьбы с опред. видами сорняков.

26. Гидротехническая мелиорация почв (ГТМ) ГТМ бывает 2 типов: осушительная (при избыточном увлажнении) и оросительная.

Осушительная м. имела место во многих странах Зап. Европы, где к осушению болот приступили еще в 14 в. В РБ первые мелиорат. работы проводились в 19 в. (1872). В 60-80-е гг. 20в. наступления на болота были развиты в особо больших масштабах и была создана крупнейшая в Европе Припятская оросительная система (25 тыс. га). К наст. времени осушено 3416 тыс. га, что сост. 16% территории Беларуси: торфяники, общ. фонд кот. в РБ сост. 2,4 млн. га. Вовлечение этих почв в выращивание определенной продукции обусловлено огромными, по сравн. с дерн.-поздол. почвами, запасами ОВ. > 1 млн. га осушен. почв стали использовать в с/х, 2/3 почв быстро теряют свое плодородие. Особенно быстро этот процесс происходит на мелкозем-х торфяниках с глубиной не более 1 м, сост-х 50-60 см. Из 1,5 млн. га осушенных торф-ков 600 тыс. изначально были мелкими. Многие земли вообще нельзя осушать. Торфяник, вырванный частично из болотно-лесных и речных экосистем, оказывается очень уязвим; в осушен. торф-ках прекращают жизнь многие микроорг-мы, => прекращается процесс почвообразования. Торф приобретает пылевидное состояние, делается рыхлым. При его обработке за машинами тянется шлейф густой пыли. Почвы становятся водонепрониц-ми.

Если местность наклонная, то значит. часть осадков стекает в водоемы не пропитывая землю, что приводит к почвен. засухе.

К зиме торф насыщается водой и глубоко промерзает. Осенью торфяник раньше др. почв подвергается заморозкам. Весной долго оттаивает, что затрудняет сроки сева. Летом торф-кам свойственны резкие перепады темпер.

Сухие торф-ки являются пожароопасными и часто загораются. Торф может сгореть полностью. Торф нельзя пахать, пахота приводит к их исчезновению. На осуш. торф-ках целесообразно выращ-ть только многолетние травы и зерновые культуры. Произ-во картофеля и др. культур приводит к минерализации почвы.

По мнению белор ученых, после выпахивания осуш. болот нужно провести агротехнич. мелиорацию, кот. способствует трансформации торфа в новый органо-минеральный тип почвы.

К наст. времени в РБ деградировали 223 тыс. га торф-ков. Слой торфа или полностью разрушился, или составляет 30 см. Предполаг., что к 2020 г. площадь деградир. торф-ков увеличится еще на 12%.

Отрицат. последствия от осуш. торф-ков испытывает не только с/х. Припяткая осушит. система почти полностью уничтожила природные полессие ландафты, сформир. нестабильную территорию, сотни озер исчезли и 118 малых рек.

Оросительная мелиорация (ирригация) предотвращ. иссушение почв, позволяет растениям легко извлекать из них питат. вещ-ва. Во многих засушливых районах небогатых стран до сих пор используют морально-устаревшие технологии: полив из колодцев, арыков. Избежать засоления почв можно, если перейти от полива на подпочвенное орошение с использованием пластиковых труб, компонентов и систем комплексного управления. Происходит экономия 90% воды. В засушл. годы применяют дождевую воду. В РБ 114 тыс. га орошаемых земель.

 

27. Влияние животновод-х комплексов(ЖК) на окруж. среду.

Развитие и эксплуатация крупн. ЖК и ферм. способ-т ак­тивн. загр-ю всех сред окруж. ср.: почву, воду, воздух и т.д. Осн. источ-ми загрязнения явл. навоз, моча, технич-я вода и дезинфицирующие сред-ва, ис­пользуемые во время ветеринарно-санитарн. мероп-й, а также скотомогильники.С экол. т. зр. особую опасность создают жидкие навозные стоки, кот. пред-т собой смесь экскрементов и остатков корма, сильно разбавленную водой. Навоз м. содержать > 100 видов возбудителей болезней жив-х, в т. ч. опасных для чел. Содержащиеся в органич. удобр-х биогенные эл-ты, в 1-ю оч. Р и N, попадая в во­доемы, обусл-т их интенсивную эвтрофикацию. В ряде случаев имеет место попадание живот-х стоков в подз. воды. Загрязненная хим.соед-ми и микроорг-ми вода стан-ся небезопасной для пи­тьевого снабжения нас-я.Органич. удоб-я содер-т в своем составе также ряд тяж. ме.(Mn, Zn, Ni, Pbи др.) Также сущ-т проблема утилизации трупов жив-х, а также ней­трализации моющих и дезинфиц-х средств. Скотомо­гильники обуслов-т биолог. загр-е окру­ж. ср., а дезинфиц-ие сред-ва отн-ся к категории биоцидов, т. е. соед-й, способных убивать полезн.почв. микроорг-мы.Имеют место и физ-е фак­торы загр-я ЖК атм-ы. – шум. Основными мероприятиями по предотвращению загрязнений окружающей среды являются: изменение соотношения между поголовьем КРС и свиней: следует воздержаться от проектирования и строительства на территории РБ комплексов КРС и свиноводческих ферм (по производству молока не более 400-600 голов, от свиноводческих ферм 24-27 тыс.). Необходимо, чтобы земельные угодья позволяли полностью использовать бесподстилочный навоз в хозяйстве.При создании животноводческого хозяйства необходимо руководствоваться санитарно-гигиенич нормами, где содержится рельеф местности, расположение водных обьектов. залегание ГВ и т д.Наиболее пригодны для утилизации навозных стоков суглинистые и супесчаные почвы с равнинным рельефом и уровнем залегания грунтовых вод не менее 5 м.

28. Саморегулирование природных экосистем. Саморегулирование – это способность систем активно противостоять внешним воздействиям без изменения своих качественных характеристик, т.е. с сохранением структуры.

Основным механизмом, ответственным за способность систем к саморегулированию, является обратная связь. Общее количество связей в системе определяется числом ее элементов (чем их больше, тем система сложнее): у системы, состоящей из n элементов, между последними может возникнуть n ∙(n –1) связей.

Одной из важнейших характеристик связи является ее знак. Когда один элемент отвечает на увеличение другого элемента возрастание своих значений – связь положительная, в противном случае – отрицательная. Совокупность прямой и обратной связи называется регулятором.

В сложных природных системах количество связей огромно, то нередко при изучении природных систем не рассматривают ее строение и причинно-следственные взаимосвязи между элементами, а ограничиваются только закономерностями поведения системы в целом. Способ познания свойств системы путем качественно-количественной регистрации ее входных и выходных параметров получил название метод «черного ящика».

Типы регуляторов с отрицательной обратной связью. Пример: Отриц. обратная связь осуществляется между t тела и расходом тепла. Если солнце нагревает человеческое тело, то благодаря сложной системе связей, температура тела при колебаниях солнечной энергии будет оставаться постоянной.

Физическая сущность отрицательного регулятора: стабилизация энергетического состояния системы; регулирование и количества какого-либо вещества. Так, увеличение осадков приводит к увеличению объема и площади поверхности озера, а это в свою очередь ведет к увеличению испарения. Еще пример: «хищник-жертва».

Любая система имеет предел саморегуляции. Если интенсивность внешнего воздействия на систему превысит этот предел, то система разрушается.

Регуляторы с опережающей обратной связью характерны для живых организмов или вообще систем, способных прогнозировать будущее состояние окружающей среды и самой системы. Опережающее поведение характерно для животных, для растений, готовящихся к зиме или к летней засухе. К опережающим обратным связям относятся многие физиологические реакции организма животных и человека.

Системы с положительной связью не так широко распространены в окружающем мире. Результатом развития системы с положительным регулятором может являться либо гибель системы, либо смена положительного регулятора отрицательным. Например, уничтожают себя экосистемы мелководных озер, заполняя котловину органическими остатками. Положительной обратной связью в значительной степени управляется саморазвитие системы почва-растительность, особенно на первых стадиях формирования биогеоценозов. Каждый из партнеров в этом тандеме стимулирует развитие другого и через него – свое собственное. В дальнейшем, однако, положительная связь иногда переходит в отрицательную, когда появляется некий ограничитель, не дающий системе развиваться бесконечно. Этот ограничитель может быть внешним и внутренним. Рост популяций живых организмов ограничивается наличием необходимых ресурсов. Это внешний ограничитель. Обратная связь автокаталитического типа встречается в природе также сочетании с конкурентной связью. Повсеместное распространение в природе конкурентной связи позволяет ей играть важную роль в процессах эволюции.

 

 

29 Самоорганизация природных систем(П.С). Любая система, принимающая форму, кот. не диктуется внеш. воздействиями (н-р, стенами, машинами, силами), м. б. названа с амоорганизующейся. Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с др. процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.Процессы самоорганизации приводят к появлению все более совершенных форм существования материи. Совершенствование систем происходит по следующим направлениям: 1.Накопление селективно ценной инфы. Самоорганизация и эволюция п. с. заключается не в замене менее совершенных структур более совершенными, а в суммировании старой и новой инфы, т.е. в дальнейшем усовершенствовании уже существующих форм. Причем инфа накапливается не механически, а выборочно, только ценная инфа. 2. Увеличение E-кого потенциала систем. Ни одна реально существующая система не защищена от воздействия внешней и внутренней среды. Для поддержания в-ва в упорядоченном состоянии система вынуждена непрерывно или периодически затрачивать E. Поэтому кол-во свободной E, кот. система может использовать для решения своих задач – важный показатель уровня ее организации. 3. Увеличение контроля над воздействием извне. В ходе эволюции наблюдается постепенное уменьшение зависимости систем от условий, в которых они находятся. Одной из сторон этого процесса явл. увеличение контроля над внеш. воздействиями на систему. Живые системы приобретают способность к отбору из среды тех воздействий, кот. по своей интенсивности и качественным харак-ам могут быть использованы для самоорганизации. 4. Увеличение участия в формировании критерия ценности инфы. Критерии ценности инфы постоянно меняются в процессе эволюции вместе с изменением окруж. обстановки. Чем выше уровень организации материи, тем больше участие самой системы в поиске наиболее оптимального решения, позволяющего успешно сохранять свою структуру и увеличивать конкурентную способность в процессе эволюции. 5. Овладение пространством. Следствием появления способности систем к размножению становится необходимость расселения однотипных систем в пространстве. В ином случае они становятся сильным источником воздействия друг на друга. 6. Овладение временем. Под овладением временем понимается «изобретение» в ходе эволюции биологич. часов, а затем и др. способов измерения темпа изменений окруж. действительности. Это позволило системам живой и социальной природы снизить уровень внешнего воздействия путем подстройки собственных колебаний к внешним ритмам. Др. возможность, появившаяся с отсчетом времени – возможность прогнозирования еще не состоявшихся событий. И то, и другое способствует уменьшению зависимости систем от окруж. среды, но при этом их поведение становится более чувствительным ко всем изменениям обстановки.Эволюция саморегулирующихся систем предстает как двуединый процесс. С одной стороны наблюдается последовательное увеличение автономии систем, кот. все меньше зависят от внешних условий, повышается защищенность систем от внешнего воздействия, с другой – увеличивается потребность созданных структур в свободной E, в в-ве определенного качества и в свободном пространстве для обеспечения обмена в-в и размножения+растет уровень воздействия на систему со стороны внутренних источников.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: